Planta de Biometanización de la FORM y lodos de EDAR de COGERSA (Asturias)



26/08/2014
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A finales de 2013 COGERSA (el Consorcio para la Gestión de Residuos Sólidos de Asturias) puso en marcha su nueva planta de digestión anaerobia (biometanización) de biorresiduos municipales y de lodos de depuradoras urbanas, la cual fue construida por Valoriza Servicios Ambientales, como adjudicataria del procedimiento público de contratación llevado a cabo en 2009. 

 

La instalación puede tratar hasta 30.000 toneladas anuales de estos materiales biodegradables, aunque el Plan Estratégico de Residuos 2014-2024, recientemente aprobado por el Gobierno del Principado (cotitular de COGERSA junto a todos los ayuntamientos asturianos), prevé duplicar esta capacidad en el horizonte de 2016 y llegar incluso hasta las 90.000 toneladas/año en 2020.

 

La planta ocupa una superficie de 38.610 metros cuadrados y está dotada de una tecnología alemana de tratamiento por vía húmeda, con sistema de compostaje final en trincheras. El proceso ha sido diseñado para poder gestionar tanto la materia orgánica procedente de la recogida separada de residuos municipales (FORM) -alimentos no cocinados de mercados, residuos de comedores escolares o de otros edificios colectivos, restos de la hostelería,  etc.-, como los lodos de depuradoras de aguas residuales urbanas, para generar compost de calidad y biogás.

 

COGERSA comercializará el compost como enmienda orgánica que mejora las cualidades orgánicas y físicas del suelo cultivable. Y canalizará el biogás hacia el equipo de alternadores para transformarlo en energía eléctrica. La instalación, que dará empleo a diez personas cuando esté a pleno rendimiento, producirá en concreto unos 3.400.000 metros cúbicos anuales de biogás y alrededor de 5.600 toneladas de compost.

 

La planta de biometanización de COGERSA es una más de las que coexisten en el polígono industrial especializado en la gestión de residuos urbanos e industriales de toda índole que el consorcio explota en pleno centro de Asturias. El llamado Centro de Tratamiento de Residuos de Asturias abarca una extensión de más de 250 hectáreas y está ubicado en el medio del triángulo que conforman los principales núcleos urbanos de la región (Oviedo, Gijón y Avilés). 

 

Todos los procesos de la nueva instalación dedicada a los residuos biodegradables se realizan en naves o tanques cerrados, equipados de un sistema de renovación de aire, que tras alimentar a la nave de maduración se transporta por un sistema de lavado y un biofiltro antes de su emisión. Todas las aguas excedentes de proceso son trasladadas a la estación de depuración de lixiviados que trata desde 1997 los procedentes del vertedero central de Asturias por medio de la tecnología MBR Biomembrat, desarrollada por la empresa alemana Wehrle Umwelt GmbH .

 

 

ZONA DE RECEPCIÓN Y DESCARGA DE MATERIAL

 

Recepción y descarga de los residuos FORM

 

Una vez pesados y registrados los camiones, tanto en el propio acceso del Centro de Tratamiento de Residuos de Asturias, como a la entrada de la zona de Biometanización; estos se dirigen a la plataforma de recepción y descarga de materia orgánica seleccionada en origen. Los vehículos acceden mediante una rampa hasta la plataforma con una descarga tipo muelle. Vierten el residuo en la playa de recepción, que se encuentra 2 metros por debajo y que es una nave cubierta y cerrada con puertas automatizadas que se mantienen abiertas solo el tiempo necesario para permitir el vaciado del residuo. Una vez finalizado este, se procede al cierre para evitar la salida de malos olores.

 

 

Recepción y descarga de los lodos

 

También los camiones empleados para transportar los lodos (de tipo volquete) se dirigen hacia la plataforma de recepción y descarga, una vez pesados y registrados. Acceden mediante la misma rampa que la empleada para la FORM, pero descargan en una zona diferenciada al fondo.

 

La posición de vaciado se sitúa delante de las compuertas de descarga que están a ras del suelo. Las dos unidades tienen una separación entre ellas de unos 10 m, para no interferir la descarga simultánea en ambas posiciones. La apertura de las compuertas se realiza mediante accionamiento hidráulico, solo durante el tiempo que dura el volcado. Además de controlar la emisión de los malos olores, la función del sistema de recepción de lodos, es recibir y almacenar temporalmente, hasta su tratamiento, los lodos procedentes de EDAR para evitar que en la alimentación de la línea no falte material. Los gases se captan puntualmente en el interior de los fosos y son enviados al sistema de desodorización.

 

La recepción de los lodos consta de dos fosos de hormigón con fondo móvil, con un caudal regulable, desde donde se bombea el material a cualquiera de los dos púlpers existentes.

 

 

PRETRATAMIENTO

 

La alimentación desde la playa de descarga hacia la línea de tratamiento (con una capacidad de 18 tonelada/hora) se realiza mediante una pala cargadora. 

 

La fracción orgánica de recogida selectiva es alimentada a un pretratamiento mecánico en donde se abren las bolsas y se separa la fracción orgánica de los impropios, recuperando los envases y metales existentes.

 

Los residuos son introducidos en la tolva del abrebolsas que tiene una capacidad de 13 m3 e incorpora un fondo móvil el cual conduce los residuos de manera gradual al abridor. Con su movimiento hidráulico giratorio se vacían prácticamente todas las bolsas de plástico, cayendo el residuo y las propias bolsas en una cinta transportadora que los conduce hasta el trómel, asegurando un flujo constante y uniforme.

 

De la operación del trómel surgen dos fracciones clasificadas que son pesadas en continuo mediante básculas situadas en las cintas transportadoras de salida. La fracción fina (< 100 mm), que se considera materia orgánica recuperada, tiene como destino final el sistema de adecuación de la materia orgánica para su posterior biometanización.  Previamente se le somete a un proceso de aspiración automática de film, de separación de materiales férricos (mediante separador magnético), de extracción de alumínicos (con corrientes de Foucault) y a un cribado de malla elástica. 

 

Por otra parte, la fracción gruesa de salida o rebose del tromel (>100mm) se junta con el film aspirado y con los rechazos de la criba para ser conducido mediante cintas transportadoras a los contenedores de rechazo.

 


TRANSPORTE DE LODOS

 

El recorrido de la tubería está diseñado con elementos que permiten regular la velocidad, para ajustar el caudal de lodo suministrado a las líneas de proceso en función de las necesidades de explotación. Para ello se ha dispuesto que cada bomba pueda llenar indistintamente cualquiera de los dos púlpers. Si fuese necesario, las dos bombas pueden trabajar simultáneamente en paralelo, para llenar un solo púlper o bien para llenar los dos a la vez.

 

 

BIOMETANIZACIÓN: UNA TECNOLOGÍA CON ALTA FLEXIBILIDAD

 

Con el proceso seleccionado se cubren los cuatro escenarios de flujos de entrada de residuos que se prevé puedan llegar a la instalación: 

 

  • 100% carga de lodos (2 digestores).
  • 50% carga de lodos (1 digestor) + 50% carga de FORM (1 digestor).
  • 100 % carga de FORM (2 digestores).
  • 50% carga de lodos (1 digestor) + el segundo digestor tratando FORM codigiriendo lodos en el mismo, siendo la proporción la adecuada para optimizar la producción.

 

Para el escenario previsto de 50% lodos-50% FORM esta tecnología presenta una alta flexibilidad para los diferentes tipos de residuos (restos de comida, residuos comerciales, residuos biológicos) y para las fluctuaciones en la composición de los mismos y los picos temporales.

 

De igual manera tenemos una alta selectividad en el tratamiento. Los materiales pesados secos como el vidrio, piedras, huesos, pilas y metales, se retiran antes del tratamiento biológico, debido a la eficacia en el púlper de la trampa de pesados. Los contaminantes secos como plásticos, textiles, ramas y cuerdas son eficazmente eliminados antes del tratamiento biológico por el sistema de rastrillo de fracción de ligeros del púlper, deshidratándolos posteriormente para reducir los costes. Las partículas menores de 2 mm se eliminan eficazmente en el sistema de extracción de partículas, produciendo un grano lavado potencialmente adecuado para reciclaje.

 

Se ve reforzada la seguridad de la operación. El desgaste de equipos aguas abajo del pre-tratamiento húmedo se minimizada con la retirada de los materiales pesados y de la arena antes del tratamiento de residuos biológicos. La excelente preparación de la pulpa biodegradable, en las condiciones óptimas de proceso -mediante el sistema digestor y mezclado completo- provee una estabilización óptima de la materia orgánica.

 

De este modo obtenemos una alta calidad de los productos. La eliminación de los contaminantes antes del tratamiento biológico reduce la posible contaminación cruzada del digesto con metales pesados, vidrio y plásticos, etc. El pre-tratamiento hidromecánico y el sistema húmedo tienen un efecto de lavado sobre el material que se procesa, lo que mejora la calidad del digesto tratado. Se han adoptado una serie de medidas especiales en el Proceso BTA para reducir el contenido de plásticos en la salida deshidratada.

 

Así, se maximiza la producción de biogás mediante el desfibrado y la concentración lo más alta posible de la biomasa digerible en la suspensión orgánica que va a la digestión.

 

El proceso se desarrolla en cuatro etapas principales que se describen a continuación:

 

Pretratamiento húmedo

 

A continuación se alimenta al pretratamiento húmedo, en donde se adiciona agua, consiguiendo una solución que mediante agitación permite deshacer la fracción orgánica y separa las fracciones inertes y los impropios ligeros. En esta fase se adicionan los lodos de depuradora al tratamiento. Previamente a su alimentación al digestor, se realiza una limpieza de partículas pequeñas en tres hidrociclones en cascada.

 

La fracción orgánica viene mediante cinta transportadora a la instalación de digestión anaerobia y llega a una cinta reversible que alimenta bien a los púlpers directamente mediante un tornillo distribuidor, o bien a un deposito pulmón de acopio intermedio previo a los púlpers cuya función es la de asegurar la alimentación de material a digestión anaerobia y la no parada de la línea de pretratamiento.

 

En los dos púlpers de 32 m3 cada uno, se mezcla el residuo con agua de proceso recirculada desde el tanque de agua de proceso, hasta conseguir una mezcla homogénea con el contenido adecuado en materia seca (MS).

 

El agitador del púlper engendra potentes fuerzas de cizallamiento que provocan la rotura de los tejidos orgánicos blandos. De este modo, la puesta en suspensión de los residuos no desmenuza los elementos indeseables tales como huesos, plásticos, pilas o textiles que podrían encontrarse entre los residuos. En cambio, sí desmenuza la materia orgánica de fácil degradación, facilitando así la accesibilidad de los microorganismos durante el proceso de digestión anaeróbica.

 

En la parte inferior del púlper destaca la presencia de un sistema de extracción de pesados acumulados por gravedad en el fondo del púlper. Este sistema lo integran los tornillos de extracción (uno por púlper) que vierten los pesados al sistema de extracción de impurezas. Este sistema nos permite la eliminación de elementos pesados no deseado para el proceso que han llegado hasta este punto después de la separación previa del pretratamiento seco. En la parte superior de los púlpers también se cuenta con un mejorado sistema de extracción de ligeros (Screw rake) que al funcionar independientemente del ciclo de pulpeo, mejora los tiempos totales de estos ciclos bajándolos de 80 minutos aprox. a 60 minutos, con el consiguiente aumento de capacidad en un 20-25 % aproximadamente.

 

Con el “Screw rake” propuesto como alternativa de mejora al “Standard rake” se vacía el púlper en una sola fase separando los ligeros con el tornillo y devolviendo el agua al propio púlper de una manera más eficaz y sencilla, abaratando los costes de operación y mantenimiento.

 

Una vez finalizado el proceso de suspensión se extrae la suspensión y se dirige al GRS (Grit Removal System) consistente en tres hidrociclones en cascada, donde se eliminan las arenas e impurezas que todavía podían quedar en la suspensión. Todas las impurezas extraídas son conducidas a contenedores de rechazo. 

 

Puesto que los primeros procesos de digestión biológica empiezan a darse desde este punto en adelante, todos los elementos en contacto con la suspensión deben de estar fabricados con materiales resistentes a la corrosión, en acero o en fibra reforzada de vidrio. El tanque pulmón tiene un volumen dimensionado para conseguir alimentar el digestor de forma continua cuando el pretratamiento ha terminado de procesar todo el material.

 

De esta forma las condiciones de funcionamiento son lo más estables posible, las variaciones de carga orgánica son menores, se reducen las oscilaciones de nivel del digestor y la producción y calidad del biogás se homogeneiza.

 

Digestión anaerobia

 

En el interior del digestor se producen las reacciones de degradación anaeróbica, produciéndose biogás, que se extrae y conduce a la red general de biogás del vertedero y un material digerido, que se deshidrata en dos centrífugas, obteniendo la fracción orgánica digerida al 28% de materia seca. Este material se mezcla con el material estructurante, madera en astillas y se alimenta a la nave de maduración, donde finaliza el proceso de estabilización para conseguir el compost final.


Después de ser eliminadas las impurezas de la suspensión líquida de residuos, ésta se alimenta a los digestores. El proceso contempla una digestión en una etapa bajo condiciones mesofílicas en dos digestores de acuerdo con la capacidad de tratamiento y dependiendo del escenario en el que nos encontremos.

 

El digestor es del tipo “mezcla completa”, combinan las funciones de hidrólisis y metanogénesis en un solo tanque. Estos equipos están enteramente construidos en acero, formados por un cuerpo principal cilíndrico y una cúpula hemiesférica. En su interior destaca la ausencia de elementos mecánicos o compartimentos, salvo las tuberías de reinyección de biogás y las de vaciado. 

 

Esta simplicidad de diseño facilita el mantenimiento y evita las paradas por avería mecánica, impide las incrustaciones y posibilita el movimiento de la suspensión con un consumo energético mínimo en un entorno uniforme. 

 

Sistema de mezcla

 

El sistema de agitación en el interior del digestor se realiza inyectando parte del biogás producido mediante un compresor de paletas refrigerado por aire para cada digestor. Con esto se evita la sedimentación de sólidos y garantiza las mejores condiciones de proceso respecto a pH, temperatura y concentración de nutrientes. El sistema de mezcla consiste en un conjunto de tuberías, de acero inoxidable, instaladas en el eje central y en el perímetro del digestor que distribuye a presión el biogás en el interior de éste y un compresor instalado para dar presión al biogás.

 

El burbujeo del biogás en el interior del digestor provoca un arrastre de material hacia la parte alta y a la vez el material de la parte superior, conforme aumenta su densidad, baja a ocupar el espacio libre, en una especie de movimiento en célula de convección. La ausencia de elementos mecánicos en el interior facilita este movimiento completo y dificulta la creación de “zonas muertas” o de incrustaciones. (Descargar para seguir con la lectura)

 

 

Departamento Técnico - COGERSA

 

Reportaje publicado en el Nº173 Marzo - Abril 2014

 

Puedes descargar el Reportaje completo aquí

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